DE29823962U1

DE29823962U1 - Dämpfungselement

Info

Publication number: DE29823962U1
Application number: DE29823962U
Authority: DE
Original assignee: Aeroquip Vickers International GmbH
Current assignee: Eaton Fluid Power GmbH
Priority date: 1998-11-13
Filing date: 1998-11-13
Publication date: 2000-01-13
Anticipated expiration: 2008-11-14

Description

Gleiss & Große *

Patentanwälte Rechtsanwälte München Stuttgart

Dr. jur. Alf-Olav Gleiss, Dipl.-Ing. PA Rainer Große, Dipl.-Ing. PA

Dr. Andreas Schrell, Dipl.-Biol. PA Dr. Frhr. v. Uexküll, Dipl.-Chem. PA Torsten Armin Krüger RA

Dr. Wilhelm Heuer, Dipl.-Phys. PA* Torsten Bettinger, LLM. RA

PA: Patentanwalt

European Patent Attorney
European Trademark Attorney

RA: Rechtsanwalt, Attorney-at-law D-70469 STUTTGART MAYBACHSTRASSE 6A Telefon: +49(0)711 81 45 Telefax: +49(0)711 81 30 Telex: 72 27 72 jura d e-mail: jurapat@aol.com

D-80469 MÜNCHEN* MORASSISTRASSE 20 Telefon: +49(0)89 21578080 Telefax: +49(0)89 21578090 e-mail: GGpat@aol.com

In cooperation with

Shanghai Hua Dong Patent Agency Shanghai, China

Gebrauchsmusteranmeldung

Dämpfungselement

Aeroquip-Vickers

International GmbH

Dr.-Reckeweg-Straße 1

76532 BADEN-BADEN

15709GMu

11. November 1999

Gleiss & Große

Patentanwälte
München Stuttgart

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Dämpfungselement für eine ein flüssiges oder gasförmiges, mit Druckpulsationen beaufschlagtes Arbeitsmedium führende Leitung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Dämpfungselemente -auch Tuner genannt- der hier angesprochenen Art sind bekannt. Sie dienen unter anderem in Hydraulikschläuchen zur Dämpfung von PuI-sationen. Diese Pulsationen in hydraulischen oder pneumatischen Systemen entstehen dadurch, daß das Arbeitsmedium durch Pumpen- oder Pumpensysteme gefördert wird, die periodisch wiederkehrende Druckschwankungen in das System einbringen. Beispiele für solche Pumpen- oder Pumpensysteme sind Flügelzellen- oder Radialkolbenpumpen, aber auch Membranpumpen, wie sie in der Automobilindustrie in Lenkhilfe- und Bremssystemen sowie als Kraftstoffeinspritzpumpen Verwendung finden. Die Pulsationen des Arbeitsmediums versetzen die das Medium befördernden Leitungen, meist Schläuche oder Rohre, in Schwingungen, die ihrerseits die umgebende Luft zu Schwingungen anregen können und in dem System zu einer unerwünschten Geräuschentwicklung führen. Es ist also notwendig, Elemente zu entwickeln, die die Pulsationen in hydraulischen oder pneumatischen Systemen dämpfen. Diese Dämpfungselemente sind als kleine durchströmbare Hohlkörper, beispielsweise

11. Novemtier 1999

als rohrförmige Elemente ausgebildet, welche innerhalb der das Arbeitsmedium führenden Leitung angeordnet sind. Dabei werden diese Dämpfungselemente mit Hilfe von Befestigungselementen gehalten, die Befestigungsnippel aufweisen, auf die die Dämpfungselemente aufgesteckt werden. Dadurch steht jedoch nicht der volle Querschnitt des Dämpfungselements dem Arbeitsmedium zur Durchströmung zur Verfügung, was mit einem Druckverlust in der Leitung sowie einer Temperaturerhöhung des Arbeitsmediums verbunden ist. Beides führt zu einer schlechteren Energiebilanz der gesamten Anlage.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Dämpfungselement der eingangs genannten Art zu schaffen, das die hier genannten Nachteile beseitigt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Dämpfungselement vorgeschlagen, das die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Es zeichnet sich dadurch aus, daß es in das der Verankerung des Dämpfungselements dienende Befestigungselement einsteckbar ist. Dadurch steht dem durch das Befestigungs- und durch das Dämpfungselement strömenden Arbeitsmedium die volle Querschnittsfläche zur Durchströmung zur Verfügung. Druckverluste und Temperaturerhöhungen sind daher praktisch ausgeschlossen.

Beim einfachsten Ausführungsbeispiel ist die Innenfläche der Öffnung des Befestigungselements konturlos, so daß die Verbindung zwischen Befestigungsund Dämpfungselement allein durch die Haftreibung zwischen beiden zustandekommt. Diese Variante ist besonders kostengünstig realisierbar.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß die Innenseite der Öffnung des Befestigungselements, in die das Dämpfungselement eingesteckt wird, mit Erhöhungen und/oder Vertiefungen versehen ist, die eine Vergrößerung des Reibschlusses zwischen Befestigungselement und Dämpfungselement bewirken. Damit wird eine sehr hohe Funktionssicherheit gewährleistet.

Bevorzugt wird außerdem ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Erhöhungen und/oder Vertiefungen auf der Innenfläche der Öffnung des Befestigungselements ring- oder spiralförmig angeordnet sind. Diese Ausgestaltung gewährleistet einen höheren Reibschluß zwischen Befestigungselement und Dämpfungs-

element, wodurch der Halt zwischen beiden Elementen erhöht wird.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Dämpfungselements zeichnet sich dadurch aus, daß die Einschubkontur an der Innenfläche der Öffnung des Befestigungselements mit Zacken (ähnlich der Oberfläche einer Feile oder Raspel) besetzt ist, wodurch das Dämpfungselement sicher gehalten wird.

Weitere Ausgestaltungsformen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein bekanntes Dämpfungselement im Teilschnitt,

Figur 2 ein erfindungsgemäßes, an einem Befestigungselement angebrachtes Dämpfungselement im Teilschnitt,

Figur 3 ein Befestigungselement ohne besondere Einschubkontur an der Innenseite der Öffnung im Längsschnitt,

Figur 4 ein Befestigungselement mit ringförmig an der Innenseite der Öffnung angebrachten Erhöhungen zum Halten des Dämpfungselements im Längsschnitt und

Figur 5 ein Befestigungselement mit einer an der Innenseite der Öffnung befindlichen, aus Zacken bestehenden Einschubkontur im Längsschnitt.

Figur 1 zeigt ein Dämpfungselement 1, das auf herkömmliche Weise an einem Befestigungselement 3 angebracht ist. Dazu ist das Befestigungselement mit einem von dessen Grundkörper 5 ausgehenden Befestigungsnippel 7 versehen, auf den das Dämpfungselement 1 aufgeschoben ist.

Bei der Darstellung gemäß Figur 1 ist der unterhalb der Mittellinie 9 dargestellte Teil des Befestigungselements 3 und des Dämpfungselements 1 im Schnitt dargestellt. Es ist erkennbar, daß sowohl das Befestigungselement 3 als auch das Dämpfungselement 1, ebenso wie der Befestigungsnippel 7, hohl ausgebildet und von einem gasförmigen oder flüssigen Medium durchströmbar sind. Es wird deut-

lich, daß der freie Innendurchmesser des Dämpfungselements im Bereich des Befestigungsnippels 7 eingeschränkt ist. Der Innendurchmesser des Dämpfungselements 1 ist also größer als der des Befestigungsnippels 7. Figur 1 zeigt auch, daß im Bereich des Befestigungsnippels 7 die Wandung 11 des Dämpfungselements 1 etwas aufgeweitet wird.

Die Darstellung gemäß Figur 2 gibt ein Dämpfungselement 1 und ein Befestigungselement 3 wieder. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so daß insoweit auf die Beschreibung anhand von Figur 1 verwiesen wird. Zur Vereinfachung der Darstellung ist in Figur 2 die Wandung 11 des Dämpfungselements 1 geschlossen ausgebildet. In der Regel sind jedoch in der Wandung 11 Öffnungen vorgesehen, die den Innenraum des Dämpfungselements 1 mit dessen Umgebung verbinden.

Das Dämpfungselement 1 wird bei der in Figur 2 wiedergegebenen Ausgestaltung in das Befestigungselement 3 eingeschoben. Dies wird insbesondere aus der Schnittdarstellung unterhalb der Mittellinie 9 deutlich. Der Innenraum des Dämpfungselements 1 bleibt vollkommen frei. Eine Beeinträchtigung des Strömungsverhaltens des gasförmigen oder flüssigen Arbeitsmediums im Bereich des Übergangs zwischen Dämpfungselement 1 und Befestigungselement 3 ist hier nicht gegeben. Die oben beschriebenen Nachteile der Druckreduktion beziehungsweise Temperaturerhöhung im Bereich des Dämpfungselements 1 beziehungsweise dessen Anbringung am Befestigungselement 3 sind hier fast vollständig vermieden.

• »

-6-

Das in Figur 2 wiedergegebene Befestigungselement 3 ist hohl, beispielsweise im wesentlichen rohrförmig, ausgebildet. Im Befestigungsbereich ist eine Vergrößerung des Innendurchmessers vorgesehen, so daß eine Öffnung 13 zur Aufnahme des Dämpfungselements 1 gegeben ist. Diese zeichnet sich durch einen größeren Innendurchmesser als er im übrigen Bereich des Befestigungselements 3 aus. Sie wird beispielsweise dadurch realisiert, daß das Befestigungselement 3 im Aufnahmebereich des Dämpfungselements 1 aufgebohrt wird. Die Durchmessererweiterung kann auch durch beliebige spanabtragende Bearbeitungsverfahren, beispielsweise durch Drehen oder dergleichen, erzeugt werden. Schließlich ist es auch denkbar, bei der Herstellung des Befestigungselements 3 nicht nur den Durchgangskanal 15 zu realisieren, sondern auch die Öffnung 13 herzustellen.

Wird das Befestigungselement 3 beispielsweise aus Kunststoff hergestellt, können der Durchgangskanal 15 und die Öffnung 13 in einem Formungsverfahren erzeugt werden. Auch ist es denkbar, das Befestigungselement aus einem Sintermaterial herzustellen und dabei den Durchgangskanal 15 und die Öffnung 13 zu erzeugen. Schließlich ist dies auch bei einem Gießvorgang eines aus Metall bestehenden Befestigungselements 3 denkbar.

Das Dämpfungselement 1 ist aus einem flexiblen Material, vorzugsweise Kunststoff, insbesondere Polytetrafluorethylen (PTFE), gefertigt. Dadurch, daß der Tuner flexibel ist, kann er sich dem Verlauf, der ihm durch den das flüssige oder gasförmige Medium führenden Schlauch aufgezwungen wird, anpas-

sen, was bei der Verlegung von Schläuchen insbesondere in Kraftfahrzeugen von Vorteil ist.

Bei der Darstellung gemäß Figur 2 sind zwei über die Innenfläche der Öffnung 13 in Richtung der Mittellinie 9 vorspringende Erhebungen 17 und 19 erkennbar, die in die Außenfläche des Dämpfungselements 1 beziehungsweise in dessen Wandung 11 eingreifen.

Dabei ist es denkbar, daß die Wandung 11 aufgrund ihrer Eigenelastizitat von den Erhebungen 17 und 19 eingedrückt wird, so daß das Dämpfungselement 1 sicher im Befestigungselement 3 gehalten wird. Sollte die Wandung 11 aus einem Material bestehen, das eine derartige Elastizität nicht aufweist, so daß die Erhebungen 17 und 19 sich dort nicht eindrücken können, so ist es möglich, Vertiefungen in der Außenfläche der Wandung 11 vorzusehen, damit die Erhebungen 17 und 19 dort sicheren Halt finden und das Dämpfungselement 1 festhalten.

Es wird ohne weiteres deutlich, daß die Innenfläche im Bereich der Öffnung 13 auch mit Vertiefungen versehen sein kann, in die die Wandung 11 des Dämpfungselements 1 hineinragt. Dabei ist es denkbar, die Wandung 11 aus einem elastischen Material auszubilden, das im Bereich der Öffnung 13 zusammengepreßt wird und das sich im Bereich von Vertiefungen der Innenfläche der Öffnung 13 ausdehnt und sich praktisch dort verhakt. Es ist möglich, definierte Erhöhungen auf der Außenfläche des Dämpfungselements 1 zumindest in dem Einsteckbereich

der Öffnung 13 vorzusehen, die dann in Vertiefungen auf der Innenfläche der Öffnung 13 hineinragen.

Die Öffnung 13 kann, wie in Figur 3 dargestellt, im Einsteckbereich des Dämpfungselements 1 mit einer glatten Innenfläche versehen sein, deren Innendurchmesser so auf den Außendurchmesser des Dämpfungselements 1 abgestimmt ist, daß dieses in der Öffnung 13 festen Halt findet und aufgrund von Haftreibung nicht ungewollt aus dem Befestigungselement 3 herausrutschen kann.

Die Erhebungen 17 und 19 beziehungsweise die Vertiefungen im Dämpfungselement 1, in die die Erhebungen eingreifen, können -wie in Figur 4 angedeutet- in einem Abstand zueinander angeordnete Ringe bilden. Die Erhebungen 17 und 19 sind dann also -in Umfangsrichtung gesehen- durchgehend ausgebildet, entsprechend den Vertiefungen auf der Außenseite in der Wandung 11 des Dämpfungselements I. Anstatt mehrerer paralleler, aus Erhöhungen bestehender Ringe ist auch eine einzige Erhöhung denkbar, die in Form einer Spirale auf der Innenfläche der Öffnung 13 des Befestigungselements 3 umläuft.

Denkbar ist es damit auch, im Bereich der Innenfläche der Öffnung 13 ein Gewinde vorzusehen und das Dämpfungselement 1 in dieses einzuschrauben, bis die Stirnseite 21 des Dämpfungselements an einer Stufe 23 anstößt, die dadurch gebildet wird, daß der Innendurchmesser im Bereich der Öffnung 13 größer ist als im Bereich des Durchgangskanals 15. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel verläuft die Stufe 23 im wesentlichen senkrecht zur Mittel-

• · &diams;· ·

-9-

linie 9, um einen definierten Anschlag zu gewährleisten.

Ferner ist denkbar, die Erhebungen 17 und 19 so auszubilden, daß sie -in Umfangsrichtung gesehenaus mehreren Gruppen von Einzelerhebungen bestehen, die auf einer gedachten Schraubenlinie oder auf gedachten Kreislinien angeordnet sind, die möglicherweise auch parallel zueinander verlaufen, wie dies auch in Figur 5 angedeutet wird. Die Innenfläche der Öffnung 13 gleicht dann der Oberfläche einer Feile oder Raspel. Derartige Einzelerhebungen können sich besonders gut in der Außenfläche des Dämpfungselements 1 verkrallen und dieses sicher am Befestigungselement 3 verankern.

Bei anderen Ausführungsformen des Dämpfungselements 1 ist vorgesehen, daß die Wandung 11 aus nebeneinanderliegenden Spiralen gebildet wird, die eng aneinander liegen. Es ist jedoch möglich, daß das durch das Dämpfungselement 1 strömende Medium bei Pulsationen durch den Zwischenraum zwischen benachbarten Spiralen austreten kann.

Die durch das hydraulische Medium laufende Druckwelle wird auf zweierlei Arten durch den Tuner abgedämpft: Im nur bei konstanter Anregung interessanten Idealfall besitzt die sich im flüssigen oder gasförmigen Medium ausbreitende Druckwelle eine Wellenlänge &lgr;. Hat der Tuner nun eine Länge, die gerade einem Viertel dieser Wellenlänge &lgr; entspricht, so hat eine Druckwelle, die außen am Tuner gegen die Stromrichtung zurückläuft und am Ende reflektiert wird, beim Zusammentreffen mit der nächs-

ten Druckwelle am Austrittsende des Tuners einen Phasenversatz von einer halben Wellenlänge. Die Druckwelle ist also nach Durchlaufen des Tuners vollständig gedämpft, das heißt, in diesem Idealfall ist nichts mehr von der Druckwelle übrig. In der Praxis ist dieser Idealfall nur bei konstanter Pumpendrehzahl zu verwirklichen. Meist enthält die Druckwelle verschiedene Wellenlängenanteile, weswegen nur ein Teil der Druckwelle durch den Tuner gedämpft wird. Um eine breitbandigere Dämpfungswirkung zu erreichen, bedient man sich der in die Wandung 11 des Tuners eingebrachten Öffnungen. Tritt nämlich das hydraulische Medium durch diese Öffnungen, so entstehen Verwirbelungen, die die durch das Befestigungselement 3 und das Dämpfungselement 1 laufende Druckwelle teilreflektieren und zusätzlich dämpfen. Bei den als Spiralen ausgebildeten Dämpfungselementen kann diese Art der Dämpfung dadurch realisiert werden, daß das Medium zwischen den Spiralen austritt.

Die Beschreibung zu den Figuren 1 bis 5 hat gezeigt, daß eine Anbringung von den Reib- und/oder Formschluß zwischen Befestigungselement und Dämpfungselement vergrößernden Mitteln wie Erhöhungen und/oder Vertiefungen am Befestigungselement wie am Dämpfungselement möglich ist. In beiden Fällen ergibt sich der beschriebene Vorteil, nämlich ein sicherer Halt zwischen Befestigungselement und Dämpfungselement .

• · &diams;··

Claims

1. Dämpfungselement für eine ein gasförmiges oder flüssiges, mit Druckpulsationen beaufschlagtes Medium führende Leitung, das als von dem Medium durchströmbarer Hohlkörper ausgebildet und an einem Befestigungselement angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement (1) in eine in dem Befestigungselement (3) vorgesehene Öffnung einsteckbar ist.

2. Dämpfungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der das Dämpfungselement (1) aufnehmenden Öffnung im Befestigungselement (3) zur Vergrößerung des Reibschlusses dienende Erhöhungen und/oder Vertiefungen aufweist, die mit der Außenfläche des Dämpfungselements (1) zusammenwirken.

3. Dämpfungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhungen und/oder Vertiefungen auf der Innenfläche der Öffnung des Befestigungselements (3) ring- oder spiralförmig angeordnet sind.

4. Dämpfungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der Öffnung des Befestigungselements (3) mehrere Gruppen von zueinander parallel verlaufenden einzelnen Erhöhungen und/oder Vertiefungen aufweist.

5. Dämpfungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppen von Erhöhungen und/oder Vertiefungen entlang der Längserstreckungsachse der Öffnung und zueinander winkelversetzt angeordnet sind.

6. Dämpfungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der Öffnung des Befestigungselements (3) glatt ausgeformt ist.

7. Dämpfungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (3) aus Metall oder Kunststoff, vorzugsweise Polytetrafluorethylen (PTFE), gefertigt ist.

8. Dämpfungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (3) flexibel ist.

9. Dämpfungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (3) ein Nippel, eine Drossel oder dergleichen ist.